JP2000072017A - 車両の操舵装置 - Google Patents

車両の操舵装置

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JP2000072017A
JP2000072017A JP26732798A JP26732798A JP2000072017A JP 2000072017 A JP2000072017 A JP 2000072017A JP 26732798 A JP26732798 A JP 26732798A JP 26732798 A JP26732798 A JP 26732798A JP 2000072017 A JP2000072017 A JP 2000072017A
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JP
Japan
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wheel
steering
angle
turning angle
ratio
Prior art date
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Pending
Application number
JP26732798A
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English (en)
Inventor
Takanobu Takamatsu
孝修 高松
Katsutoshi Nishizaki
勝利 西崎
Masaya Segawa
雅也 瀬川
Shiro Nakano
史郎 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】操作部材の操作量に対する車輪の切れ角の比率
を車速に応じて変更する車両において、急激な操作を行
った場合に車両挙動が不安定になるのを防止できる操舵
装置を提供する。 【解決手段】操作部材1の操作量に対する車輪4の切れ
角の比率を、車速に応じて変更可能である。その操作部
材1が急激に操作された場合は、前記比率が予め定めた
一定値に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、操作部材の操作量
に対する車輪の切れ角の比率を、車速に応じて変更可能
な車両の操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ステアリングホイールの操作角に対する
車輪の切れ角の比率を、車速に応じて変更することで、
低速走行時における操作性の向上と、高速走行時におけ
る走行安定性を図る車両の操舵装置がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、急激なハンド
ル操作を行った場合に、その操作角に対する車輪の切れ
角の比率が大きいと、車輪の切れ角がドライバーが意識
した程度を超えて大きくなり、車両挙動が不安定になる
おそれがある。
【0004】本発明は、上記問題を解決することのでき
る車両の操舵装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、操作部材の操
作量に対する車輪の切れ角の比率を、車速に応じて変更
可能な車両の操舵装置において、その操作部材が急激に
操作されたか否かを判断する手段と、その操作部材が急
激に操作された場合は、前記比率を予め定めた一定値に
固定する手段とを備えることを特徴とする。その操作部
材が急激に操作されたか否かは、例えば、操作部材の操
作量や操作力の、変化速度や変化加速度が予め設定した
値以上か否かにより判断できる。その操作量に対する車
輪の切れ角の比率を、いかなる車速であっても一定値に
固定することで、急激な操作を行った場合に車両挙動が
不安定になるのを防止できる。
【0006】その操作部材の操作に応じて駆動される操
舵用アクチュエータを備え、その操舵用アクチュエータ
の動きを、その操作部材を車輪に機械的に連結すること
なく、切れ角が変化するように車輪に伝達可能であるの
が好ましい。これにより、操作部材の操作量に対する車
輪の切れ角の比率を容易に変更できる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1に示す車両の操舵装置は、ス
テアリングホイール(操作部材)1の回転操作に応じて
駆動される操舵用アクチュエータ2の動きを、そのステ
アリングホイール1を車輪4に機械的に連結することな
く、ステアリングギヤ3により切れ角が変化するように
前部左右車輪4に伝達する。
【0008】その操舵用アクチュエータ2は、例えば公
知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成でき
る。そのステアリングギヤ3は、その操舵用アクチュエ
ータ2の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド
7の直線運動に変換する運動変換機構を有する。そのス
テアリングロッド7の動きは、タイロッド8とナックル
アーム9を介して車輪4に伝達される。そのステアリン
グギヤ3は、公知のものを用いることができ、操舵用ア
クチュエータ2の動きを車輪4の切れ角の変化に変換で
きれば構成は限定されない。
【0009】そのステアリングホイール1は、車体側に
より回転可能に支持される回転シャフト10に接続され
ている。その回転シャフト10にトルクを付加する反力
アクチュエータ19が設けられている。この反力アクチ
ュエータ19により、ステアリングホイール1の操作反
力の付与を行うことができる。この反力アクチュエータ
19は、その回転シャフト10と一体の出力シャフトを
有するブラシレスモータ等の電動モータにより構成でき
る。
【0010】そのステアリングホイール1を直進操作位
置に復帰させる方向の弾力を付与する弾性部材30が設
けられている。この弾性部材30は、例えば、回転シャ
フト10に弾力を付与する渦巻きバネにより構成でき
る。そのステアリングホイール1が操作状態でなく、上
記反力アクチュエータ19が回転シャフト10にトルク
を付加していない時、その弾力によりステアリングホイ
ール1は直進操作位置に復帰する。
【0011】そのステアリングホイール1の操作量とし
て、その回転シャフト10の回転角に対応する操作角δ
hを検出する角度センサ11が設けられている。
【0012】そのステアリングホイール1の操作トルク
Tを検出するトルクセンサ12が回転シャフト10に設
けられている。
【0013】その車輪4の切れ角δを検出する切れ角セ
ンサ13が設けられている。本実施形態では、その切れ
角δに対応する値としてステアリングロッド7の作動量
を検出するポテンショメータにより切れ角センサ13が
構成されている。
【0014】その角度センサ11とトルクセンサ12と
切れ角センサ13は、コンピュータにより構成されるス
テアリング系制御装置20に接続される。その制御装置
20に車速を検出する速度センサ29が接続される。
【0015】図2のフローチャートを参照して上記ステ
アリング系制御装置20による制御手順を説明する。ま
ず、各センサによる操作角δh、操作トルクT、切れ角
δ、車速vの検出データを読み込む(ステップ1)。
【0016】次に、操作反力として目標操作トルクT*
を付与できるように反力アクチュエータ19を制御する
(ステップ2)。その目標操作トルクT* は操作角δh
の関数K1とされ、その関数K1は予め定められて制御
装置20に記憶される。例えば、操作角δhが大きくな
る程に目標操作トルクT* が小さくなるように関数K1
を定める。この関数K1に基づき検出操作角δhに応じ
て定まる目標操作トルクT* から検出操作トルクTを差
し引いた偏差が零になるように、反力アクチュエータ1
9が制御される。
【0017】次に、制御装置20はステアリングホイー
ル1が急激に操作されたか否かを判断する(ステップ
3)。この判断は、例えば、操作角δhや操作トルクT
の、変化速度や変化加速度が予め設定した値以上か否か
により判断できる。
【0018】ステップ3においてステアリングホイール
1が急激に操作されていない場合、車輪4の切れ角δを
目標切れ角δ* にすることができ、且つ、ステアリング
ホイール1の操作量に対する車輪4の切れ角δの比率を
車速に応じて変更できるように、制御装置20は上記操
舵用アクチュエータ2を制御する(ステップ4)。その
目標切れ角δ* は操作角δhと車速vの関数K2とさ
れ、その関数K2は予め定められて制御装置20に記憶
される。ステアリングホイール1の操作角δhに対する
車輪4の切れ角δの比率を車速に応じて変更できるよう
に、その操作角δhに対する目標切れ角δ* の比率δ*
/δhが検出車速vに応じて変更される。例えば、その
比率δ* /δhは図3に示すように車速vが増加する程
に小さくされる。この関数K2に基づき検出操作角δh
と検出車速vに応じて定まる目標切れ角δ* から検出切
れ角δを差し引いた偏差が零になるように、操舵用アク
チュエータ2が制御される。
【0019】次に、制御を終了するか否かを、例えば車
両のエンジン始動用キースイッチのオン・オフに基づき
判断する(ステップ5)。終了しない場合はステップ1
に戻る。
【0020】ステップ3においてステアリングホイール
1が急激に操作されている場合、車輪4の切れ角δを目
標切れ角δ* にすることができ、且つ、いかなる車速で
あってもステアリングホイール1の操作量に対する車輪
4の切れ角δの比率を予め定めた一定値に固定できるよ
うに上記操舵用アクチュエータ2を制御する(ステップ
6)。その目標切れ角δ* は操作角δhの関数K3とさ
れ、その関数K3は予め定められて制御装置20に記憶
される。ステアリングホイール1の操作角δhに対する
車輪4の切れ角δの比率をいかなる車速であっても一定
値に固定できるように、その操作角δhに対する目標切
れ角δ* の比率δ* /δhが一定値とされる。この関数
K3に基づき検出操作角δhに応じて定まる目標切れ角
δ* から検出切れ角δを差し引いた偏差が零になるよう
に、操舵用アクチュエータ2が制御される。しかる後に
ステップ5に進む。
【0021】上記構成によれば、急激な操作を行った場
合に、ステアリングホイール1の操作角に対する車輪4
の切れ角の比率を、いかなる車速であっても一定値に固
定することで、車両挙動が不安定になるのを防止でき
る。しかも、その比率を1:1に固定することで、ステ
アリングホイール1を急激に操作した場合は操作角と車
輪4の切れ角が一致するので、その切れ角がドライバー
が意識した程度を超えて大きくなるのを確実に防止でき
る。さらに、上記実施形態では、ステアリングホイール
1を車輪4に機械的に連結することなく、操舵用アクチ
ュエータ2の動きを切れ角が変化するように車輪4に伝
達可能であるので、その比率を容易に変更することがで
きる。
【0022】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、図4の第2実施形態に示すように、ステアリング
ホイール101と車輪102が機械的に連結されている
車両の操舵装置にも本発明を適用できる。すなわち、そ
の操舵装置は、ステアリングホイール101にシャフト
103を介して接続される第1摩擦車104と、この第
1摩擦車104に対向する第2摩擦車105とに挟み込
まれる第3摩擦車106を備え、その第2摩擦車105
にシャフト107を介して接続されるピニオン108に
噛み合うラック109の各端に、タイロッド110およ
びナックルアーム111を介して車輪102が接続され
る。そのステアリングホイール101の回転が第1摩擦
車104から第3摩擦車106、第2摩擦車105を介
して伝達されることでピニオン108が回転し、このピ
ニオン108の回転によるラック109の軸線方向移動
により車輪102の切れ角が変化する。
【0023】その第1摩擦車104の外周径は軸方向一
方に向かうに従い大きくされる。その第2摩擦車105
の軸方向は第1摩擦車104の軸方向に平行で、その外
周径は軸方向一方に向かうに従い小さくされる。その第
3摩擦車106の外周径は一定とされている。その第3
摩擦車106を軸方向に駆動可能なアクチュエータ11
2が制御装置113に接続されている。その制御装置1
13に、ステアリングホイール101の回転操作角の検
出用角度センサ114と、車速検出用速度センサ115
と、車輪102の切れ角センサ116が接続されてい
る。
【0024】その制御装置113は、ステアリングホイ
ール101が急激に操作されたか否かを、例えば、ステ
アリングホイール101の検出操作角の変化速度や変化
加速度が予め設定した値以上か否かにより判断する。ス
テアリングホイール101が急激に操作されていない場
合、ステアリングホイール101の検出操作角に対する
車輪102の検出切れ角の比率が検出車速に応じて変化
するように、アクチュエータ112を制御する。この制
御によりアクチュエータ112が第3摩擦車106を軸
方向に変位させることで、第1、第2摩擦車104、1
05と第3摩擦車106の接点位置が変化し、ステアリ
ングホイール101の操作角に対する車輪102の切れ
角の比率が車速に応じて変更される。また、その制御装
置113は、ステアリングホイール101が急激に操作
されている場合、いかなる車速であっても検出操作角に
対する検出切れ角の比率が予め定めた一定値、この実施
形態では1:1に固定されるように、アクチュエータ1
12を制御する。この制御によりアクチュエータ112
が第3摩擦車106を一定位置に位置決めすることで、
ステアリングホイール101の操作角に対する車輪10
2の切れ角の比率が1:1に固定される。
【0025】なお、本発明は上記各実施形態に限定され
ない。例えば、操作部材の操作量に対する車輪の切れ角
の比率を車速に応じて変更する構造は特に限定されず、
公知の構造を採用できる。また、操作部材が急激に操作
された場合、操作部材の操作量に対する車輪の切れ角の
比率を、車両挙動を安定化できるのであれば1:1以外
の一定値に固定してもよい。また、操作部材と車輪を機
械的に連結しない場合、操作部材はステアリングホイー
ルに限定されず、レバーやジョイスティックであっても
よい。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、操作部材の操作量に対
する車輪の切れ角の比率を車速に応じて変更する車両に
おいて、急激な操作を行った場合に車両挙動が不安定に
なるのを防止できる操舵装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の車両の操舵装置の構成
説明図
【図2】本発明の実施形態の操舵装置の制御手順を示す
フローチャート
【図3】本発明の実施形態における操作部材の操作量に
対する車輪の切れ角の比率と車速との関係を示す図
【図4】本発明の第2実施形態の車両の操舵装置の構成
説明図
【符号の説明】
1、101 ステアリングホイール 2 操舵用アクチュエータ 4、102 車輪 11、114 角度センサ 12 トルクセンサ 13、116 切れ角センサ 20 ステアリング系制御装置 29、115 速度センサ 113 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬川 雅也 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 中野 史郎 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋精工株式会社内 Fターム(参考) 3D032 CC01 DA03 DA05 DA09 DA13 DA15 DA23 DB02 DB03 DC33 DD02 DD07 DE08 EA01 EB04 EB05 EB11 EC22 EC29 GG01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操作部材の操作量に対する車輪の切れ角
    の比率を、車速に応じて変更可能な車両の操舵装置にお
    いて、 その操作部材が急激に操作されたか否かを判断する手段
    と、 その操作部材が急激に操作された場合は、前記比率を予
    め定めた一定値に固定する手段とを備えることを特徴と
    する車両の操舵装置。
  2. 【請求項2】 その操作部材の操作に応じて駆動される
    操舵用アクチュエータを備え、その操舵用アクチュエー
    タの動きを、その操作部材を車輪に機械的に連結するこ
    となく、切れ角が変化するように車輪に伝達可能な請求
    項1に記載の車両の操舵装置。
JP26732798A 1998-09-03 1998-09-03 車両の操舵装置 Pending JP2000072017A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020261530A1 (ja) * 2019-06-28 2020-12-30 日産自動車株式会社 操舵制御方法及び操舵制御装置

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